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飞行员航空知识手册 航空知识手册全集

时间:2011-04-08 11:31来源:网络 作者:航空 点击:


正如前面稳定性讨论中提到的,功率,推力线,和尾翼上水平尾翼面的位置都是影响升降舵控制俯仰有效性的因素。例如,水平尾翼面可能安装在开进垂直安定面的较低位置,在中点,或者在高点的位置,就像T型尾翼的设计。
T型尾翼
在T型尾翼结构中,正常飞行条件下,升降舵在螺旋桨带来的气流和机身以及以及气流大部分影响范围之上。升降舵在这种未受扰动气流中的操作使得大多数飞行状态下的控制运动是一致的。T型尾翼设计在很多轻型飞机和大飞机上变的流行了,特别是那些机身尾部安装引擎的飞机,因为T型尾翼结构使得尾部翼面远离发动机排出的气流。水上飞机和水陆两用飞机经常有T型尾翼结构,目的是让水平尾翼面尽可能远离水面。另一个额外的好处是降低了振动和飞机内部的噪声。
低速飞行时,T型尾翼飞机的升降舵相比常规尾翼飞机的升降舵必须移动一个较大的角度来抬升机头到相同的角度。这是因为常规尾翼的飞机有来自螺旋桨的气流在尾翼上施加向下的力来辅助抬升机头。因为飞机的控制是这样的方式装备的,增加的控制行程要求控制力增加,抬升T型尾翼飞机的机头需要的力比抬升常规尾翼飞机机头需要的力大的多。两种类型尾翼的飞机平衡后的纵向稳定性是一样的,但是飞行员必须知道在起飞、着陆或者失速等低速飞行时,需要的控制力比同规格大小的常规尾翼飞机需要的力大的多。
T型尾翼飞机也需要额外的设计考虑来克服颤动问题。因为水平翼面的重量在垂直尾翼的顶部,产生的力臂在垂直尾翼上有很高载荷,会导致颤动。工程师必须通过增加垂直尾翼的刚度来补偿这个载荷,通常相比常规尾翼设计这带来了重量代价。
当以低速飞行在很高迎角,且重心偏后,T型尾翼飞机会容易发生深度失速。在深度失速状态,水平尾翼上的气流被来自机翼和机身的扰动气流覆盖。这种条件下,升降舵和全动水平尾翼控制会被削弱,使得难以从失速改出。应该注意到偏后的重心是这些意外事件的促进因素,因为重心偏后的常规尾翼飞机也会发现类似的改出问题。如图4-7。

因为高迎角低速和重心偏后的飞行可能危险,很多飞机有补偿这种状态的系统。这些系统从控停(control stop)到升降舵下拉弹簧。升降舵下拉弹簧帮助降低机头来比啊免由于重心偏后引起的失速。失速发生因为适当平衡的飞机其后缘的升降舵位于向下位置,迫使尾部抬升和机头下降。在这种不稳定状态,如果飞机遭遇紊流和速度进一步降低,配平片不能再使升降舵置于机头下降的位置。升降舵然后呈流线型,飞机机头开始向上仰。这就使情况恶化,可能导致一次失速。
升降舵下拉弹簧在升降舵上产生一个机械载荷,如果没有平衡的话会使它朝机头下降的位置移动。升降舵配平片平衡升降舵下拉弹簧,以设定升降舵位于配平平衡位置。当配平片开始失灵时,下拉弹簧驱动升降舵到机头下降位置。飞机机头降低,速度增加,失速就会避免。如图4-8。

在着陆拉平期间,升降舵也必须有足够的力量来保持机头抬起。既然这样,靠前的重心就会导致一个问题。在着陆拉平时,功率通常是降低了,这也使尾翼上的气流减弱。这和降低的着陆速度一起使得升降舵的有效性变差。
根据这些讨论,很明显飞行员必须理解和遵守适当的装载程序,特别要注意重心的位置。有关飞机载荷的更多信息以及重量和平衡在第八章讨论。
全动式水平尾翼
正如第一章提到的,全动式水平尾翼本质上是一片带有相同类型控制系统的水平安定面。因为全动式水平尾翼绕中心铰链点做回转运动,它们对控制输入和空气动力负载相当敏感。反作用伺服调整片(antiservo tab)安装在它的后缘以降低灵敏度。另外,在主翼梁的前面还有配有配重装置。配重可以设计到尾部或安装到全动式尾翼片的前部。如图4-9

当控制杆后拉时,它抬升了全动式水平尾翼面的后缘,使飞机旋转机头抬升。向前推控制杆,使水平尾翼的后缘放低,机头向下俯。如果没有抗随动片的话,飞机会由于飞行员的控制而倾向于舵面偏转过量。

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